ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ

⇐ ПредыдущаяСтр 38 из 56Следующая ⇒

Изотермическими транспортными средствами называются вагоны, цистерны, контейнеры и др., имеющие теплоизоляцию ограждающих конструкций ( стен, крыши, пола, потолка и др. ) из теплоизоляционных материалов с низким коэффициентом теплопроводности (полистирол, пенополиуретан и т.п. ). Это позволяет резко снизить теплопритоки в грузовое помещение транспортных средств в летний период и теплопотери в зимний период при перевозке грузов, требующих для сохранения их качества поддержания заданного температурного режима в течение груженого рейса.

«Соглашение о международных перевозках скоропортящихся пищевых продуктов и о специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок ( СПС )», разработано Комитетом по внутреннему транспорту Европейской экономической комиссии ООН и подписано в Женеве 01 сентября 1970 г. Советский Союз присоединился к этому соглашению в 1975 г.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 08 июня 2001 года № 788-р компетентными органами по выполнению обязательств, связанных с участием Российской Федерации в СПС, назначены : Минтранс России – по перевозкам, осуществляемым автомобильным транспортом, и МПС России – по перевозкам , осуществляемым железнодорожным транспортом.

Соглашением СПС изотермические транспортные средства делятся на две категории :

- обычные - с коэффициентом теплопередачи , не превышающим 0,7 Вт/( м^2.С ) ;

- с усиленной теплоизоляцией – с коэффициентом теплопередачи, не превышающим 0,4 Вт /( м^{2 . 0}С).

Для перевозки скоропортящихся грузов по железным дорогам Российской Федерации используются принадлежащие организациям железнодорожного транспорта, а также принадлежащие на правах собственности или аренды юридическим или физическим лицам, либо находящиеся в хозяйственном ведении юридических лиц изотермические вагоны ( рефрижераторные секции, автономные рефрижераторные вагоны без служебного отделения ( АРВ ) и со служебным помещением ( АРВЭ), вагоны-термосы, ИВ-термосы, живорыбные вагоны, цистерны – термосы для вина и молока, вагоны-цистерны для вина), а также крытые вагоны, рефрижераторные и универсальные контейнеры.

8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СПОСОБАХ ОХЛАЖДЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ ВАГОНОВ

8.1.1. М а ш и н н о е о х л а ж д е н и е . В рефрижераторном подвижном составе применяются паровые компрессионные хладоновые (хладон-12) холодильные машины с одноступенчатым и двухступенчатым сжатием паров холодильного агента.

Холодильная машина — замкнутая система, состоящая из отдельных аппаратов (компрессора, конденсатора, испарителя, теплообменника и др.), соединенных между собой трубопроводами, внутри которых циркулирует хладагент.

В холодильных установках с одноступенчатым сжатием паров хладагента компрессор 1 (рис. 8.1), на работу которого затрачивается электрическая энергия, производит сжатие паров хладагента и через маслоотделитель 2 направляет их в конденсатор 3. В маслоотделителе пары очищаются от примеси масла, унесенного из компрессора, а в конденсаторе сжижаются за счет отдачи через стенки оребренных труб тепла воздуху. В рефрижераторном подвижном составе используются конденсаторы с воздушным охлаждением.

Температура конденсации t _к и давление в конденсаторе Р_к зависят от вида хладагента и температуры охлаждающего воздуха, подаваемого на конденсатор. Жидкий хладагент в конденсаторе и переохладителе охлаждается до более низкой температуры t _и и накапливается в ресивере, представляющем собой цилиндрический сосуд с вмонтированным смотровым стеклом. Из ресивера 4 он проходит через регулирующий вентиль 5, при этом давление хладагента понижается до Р₀ и он поступает в испаритель 6, где кипит при температуре t₀ за счет отнятия тепла от среды, соприкасающейся с поверхностью испарителя, вследствие чего среда охлаждается.

Давление хладагента Р₀ и температура t₀ определяются степенью открытия регулирующего вентиля. Температура кипения должна быть ниже температуры охлаждаемой среды. Образовавшиеся в испарителе пары хладагента отсасываются и вновь сжимаются компрессором.

Охлаждаемой средой в камере холодильника или грузовом помещении вагона является воздух.

Хладоновые холодильные установки с одноступенчатым сжатием паров применяют в 5-вагонных секциях БМЗ, а с двухступенчатым— в автономных рефрижераторных вагонах и 5-вагонных секциях ZB-5.

Холодильная установка в 5-вагонной секции БМЗ работает на хладоне и отличается наличием теплообменника (между компрессором и испарителем), осушителя и фильтра (между ресивером и теплообменником).

Рис. 8.1. Схема компрессионной холодильной установки непосредственного охлаждения:

1 – компрессор; 2 – маслоотделитель; 3 – конденсатор; 4 – ресивер; 5 – вентиль;6 - испаритель

Жидкий хладон из ресивера, пройдя теплообменник, поступает к регулирующей станции и через коллектор в испаритель. В теплообменнике происходит перегрев паров, выходящих из испарителя, за счет тепла жидкого хладона, идущего из ресивера к регулирующей станции. Это увеличивает холодопроизводительность установки и уменьшает возможность попадания жидкого хладона в цилиндры компрессора.

Степень дросселирования хладона и заполнения испарителя жидкостью регулируется автоматически в зависимости от температуры паров хладона, которую воспринимают термобаллоны терморегулирующих вентилей, поставленные на паровом трубопроводе после испарителя. Испаритель находится в грузовом помещении вагона. Из него пары хладона через коллектор, теплообменник и фильтр отсасываются компрессором.

В схеме холодильной установки 5-вагонной секции БМЗ нет маслоотделителя, что повышает надежность системы.

Цикл двухступенчатого сжатия в холодильных установках автономных рефрижераторных вагонов и 5-вагонных секций ZB-5 осуществляется без промежуточного охлаждения (промежуточный сосуд отсутствует): пары хладона-12 из испарителя отсасываются компрессором двухступенчатого сжатия через регулятор давления всасывания и обратный клапан. До поступления в цилиндры компрессора пары хладона проходят через картер, охлаждают электродвигатель, сами несколько нагреваются и подаются в три цилиндра низкого давления, где сжимаются до промежуточного давления. Затем через перепускной клапан поступают в четвертый цилиндр высокого давления и через маслоотделитель и обратный клапан поступают в конденсатор, обдуваемый двумя вентиляторами. Жидкий хладон поступает в ресивер и через осушитель, регулирующий вентиль и распределитель снова попадает в испаритель, через который воздух грузового помещения вагона прогоняется двумя вентиляторами и охлаждается. Масло из маслоотделителя стекает в поплавковую камеру, откуда автоматически сливается в картер компрессора. Холодильные установки последних лет выпуска маслоотделителя не имеют. Это повысило их надежность. Для уменьшения нагрузки на электродвигатель при пуске компрессора имеется байпасная линия, разгружающая компрессор.

В соответствии с Монреальским протоколом по веществам, разруша-ющим озоновый слой ( 1987 г. ), используемый в рефрижераторных вагонах постройки завода Дессау и ПО БМЗ в качестве хладагента хладон -12 (R12) признан активным разрушителем озонового слоя Земли. Поэтому его производство согласно постановлению Правительства Российской федерации от 05.05.1999 г. № 490 должно было прекращено с 01.07.2000г.

Все развитые страны, отказавшиеся от использования хладона-12 в холодильном оборудовании, ужесточили ввоз и вывоз этого хладона в чистом виде и продукцию его содержащую. Постановлением Правительства Российской Федерации от 09.12.1999г. № 1368 аналогичные меры приняты и в России.

Наиболее близким по термодинамическим свойствам к хладону -12 является озонобезопасный хладон – 134а ( R 134а). Однако этот хладагент очень дорогой ( 1 кг стоит около 10 долларов США ) и не совместим с используемым в холодильных установках РПС минеральным маслом марки ХФ12-16.

Альтернативными хладону-12 и апробированными Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта

(ВНИИЖТом) в холодильных установках рефрижераторных вагонов хлад-агентами являются смесевые хладагенты на основе хладона-22 ( R22). К ним относятся хладон АФ и более усовершенствованный его вариант- С10М1, которые разрешены к применению в Российской Федерации до 2030г. Эти хладагенты внесены Центром промышленности и окружающей среды при ООН в список альтернативных хладагентов, разрешенных к применению взамен R12, как озоносберегающие композиции.

НВЦ ВНИИЖТ МПС ( директор к.т.н. С.Н. Науменко) в 2000 г. разработана Инструкция по переводу холодильно- нагревательных установок рефрижераторных вагонов с хладона-12 на озоносберегающие хладагенты, утвержденная Департаментом вагонного хозяйства МПС и Генеральным директором ГУП «Рефсервис МПС» - членом МВК по охране озонного слоя.

Указанием МПС России от 31.03.2000 г. № 797у регламентировано осуществить в отрасли перевод холодильных установок рефрижераторных вагонов с хладона-12 на хладагент типа С10М1 в период 2000-2005 г. В развитие Инструкции ВНИИЖТ МПС в 2003 г. разработана и утверждена «Технология перекачки, заправки и эксплуатации холодильного оборудования рефрижераторного подвижного состава, переведенного на оптимизированный состав хладагента С10М1 ( Астрон 12Ô)».

При переходе на хладагент С10М1 не требуются конструктивные изменения оборудования, допустимо использование в нем минерального масла марки ХФ12-16. Исключение составляет величина давления конденсации, которая повышается на 0,1...0,15 мПа в сравнении с работой на R-12. В этой связи рекомендуется увеличить уставку реле максимального давления на 0,1...0,15 МПа.

После перехода на хладагент С10М1 следует увеличить перегрев паров хладагента в испарителе ( воздухоохладителе), прикрыв проходные сечения терморегулирующих вентилей на 1-2 оборота.

При переходе на хладагент С10М1 система аппаратов и трубопроводов должна быть освобождена от хладагента-12 с применением вакуумных насосов. Выпуск хладагента -12 в атмосферу запрещен.

В настоящее время ВНИИЖТ закончил серию испытаний модифицированного хладагента С10М1-А, именуемого М1aЕ, в состав которого добавлена фторорганическая добавка – энергосберегающая присадка aЕ. Добавка модификатора величиной 0,005...0,01 % от массы хладагента в парокомпрессионную холодильную установку интенсифицирует теплообмен, что сокращает период достижения заданной температуры и уменьшает энергопотребление установки на 8¸12 %. В результате снижаются выбросы СО₂ в атмосферу.

8.2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИЗОТЕРМИЧЕСКИМ ВАГОНАМ

Изотермические вагоны разделяются:

по назначению — на универсальные (рефрижераторные, вагоны-термосы , ИВ-термосы) и специальные (для перевозки молока, живой рыбы, вина);

по способу охлаждения — с машинным охлаждением (рефрижераторные вагоны), а также вагоны без охлаждения и отопления (термосы);

по способу отопления — с электрическим отоплением.

Рефрижераторные вагоны должны поддерживать в грузовом помещении в любое время года оптимальную для перевозимого груза постоянную по объему грузового помещения вагона температуру воздуха с равномерностью в пределах ±1,5°C от заданной.

В соответствии с установленными МПС требованиями изотермические вагоны должны быть четырехосными, габарита 1-Т по ГОСТ 9238—83, с кузовом длиной 21 м (вагоны с дизель-электростанцией и служебным помещением могут иметь меньшую длину), иметь сварной цельнометаллический кузов, однотипные унифицированные узлы, детали и оборудование.

Полезный объем грузового помещения должен обеспечивать использование грузоподъемности при перевозке скоропортящихся грузов, большинство которых имеет сравнительно небольшую погрузочную массу.

Грузовые вагоны 5-вагонных секций и автономные рефрижераторные вагоны должны оборудоваться компрессионными холодильными установками (не менее двух на вагон), электрическим отоплением, принудительной вентиляцией, системой циркуляции воздуха, устройством для удаления конденсата и промывочных вод, приборами контроля температуры (табл. 8.1).

Вновь проектируемые рефрижераторные вагоны должны обеспечивать: скорость следования до 140 км/ч, температуру воздуха в грузовом помещении от — 20 до + 14 °C при температуре наружного воздуха от +36 до — 45 °C, охлаждение плодов и овощей от +30 до +4°C не более чем за 60 ч; воздухообмен через неплотности не более 0,3 объема грузового помещения за 1 ч.

Работоспособность холодильных установок должна сохраняться при температуре наружного воздуха до +45 °C, а дизель-генераторов, приборов автоматики и защиты от —50 °C до +50 °C.

Система оттаивания инея с поверхности испарителя (воздухоохладителя) должна исключать местное повышение температуры воздуха в грузовом помещении за период оттаивания более чем на 5—6°C, а средней температуры воздуха в вагоне — на 1,5 °C.

Таблица 8.1.

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 631; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 33 34 35 36 373839 40 41 42 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!